ДЕРЕВЯННЫЕ ПЛОТИНЫ

Общие сведения. Деревянной, называют такую плотину, в которой действующие нагрузки воспринимаются деревянными элементами, а устойчивость против сдвига обеспечивается закреплением сооружения в основании и загрузкой балластом из грунтовых материалов (рис. 14.1). Этот вид гидротехнических сооружений один из самых древних, сведения о них в России относятся к XIII в.

Деревянные плотины, как правило, устраиваются водосбросными (водосливными), глухие деревянные плотины, даже в местностях богатых строительным лесом, оказываются дороже, чем земляные или каменнонабросные.

Одно из достоинств деревянных плотин использование для их строительства дерева, как местного строительного материала. Основной породой дерева используемой при строительстве деревянных плотин является сосна, наиболее распространенная и стойкая в условиях переменной влажности порода. Другими стойкими против загнивания породами являются дуб и лиственница, однако вследствие их дороговизны, они используются лишь в особо ответственных частях сооружений. Лесоматериал для деревянных плотин, как правило, применяется сырой, т.е. с влажностью 23% и более и лишь в отдельных частях конструкций, например для затворов, и водонепроницаемых покрытий, используется лес полусухой (влажность 18-23%). Это обстоятельство необходимо иметь ввиду при проведении расчетов, так как предел прочности сырого леса значительно ниже, чем полусухого и воздушносухого.

К положительными качествами дерева как материала, применяемого при строительстве плотин, относится достаточная легкость его обработки, достаточно малая чувствительность его к колебаниям температуры, в частности сохранение своих свойств при высоких отрицательных температурах и высокая сопротивляемость истирающему действия чистой воды. Отрицательными же качествами древесины являются: сильное влияние влажности на деформатнвные и прочностные свойства, вследствие чего может происходить усушка и коробление древесины; сложность конструирования и изготовления деталей, работающих на растяжение, что является следствием недостаточно высокой сопротивляемости ему древесины; практически нулевая сопротивляемость материала горению; истираемость наносами, льдом, и, особенно, подверженность гниению и разрушению вредителями.

Последнее обстоятельство сокращает срок надежной работы сооружения до 10-15 лет, однако, если ремонт верхний частей плотины выполняется своевременно, срок её службы может быть продлен до 25 лет и более. На Урале и в других районах до сих пор успешно эксплуатируются деревянные плотины, построенные 200 лет назад. В южных районах срок службы таких плотин меньше, чем в северных. Наиболее подвержены загниванию части сооружения, находящиеся в состоянии переменного увлажнения, например в зоне колебания уровня воды или в увлажненном грунте. Для борьбы с гниением дерево пропитывается антисептиками, нерастворимыми в воде, такими как, например, маслянистыми креозот или антрацен. Менее эффективны обмазки горячей смолой или смесью креозота с мазутом. Те же части сооружения, которые постоянно находятся под водой или имеют влажность менее 18% или более 65% могут служить неопределенно долгое время.

В качестве классических примеров можно привести деревянные плотины Вышневолоцкой, Тихвинской и Мариинской судоходных систем, которые были заложены еще в петровские времена. Несколько крупных деревянных плотин построено на БеломороБалтийском канале. В последние десятилетие крупных водоподпорных сооружений из дерева не сооружается, однако, невысокие деревянные плотины на водохранилищах питьевого водоснабжения в отдаленных лесистых районах не редкость. Строятся даже сланцевые и фашинные плотины

Типы плотин. Тип деревянной плотины зависит от конструкции его нижней флютбетной части, которая устраивается по одному из следующих типов:

Имеются единичные случаи постройки контрфорсных и арочных деревянных плотин.

Свайный флютбет так называемого русского типа состоит из понура, водобоя, слива и рисбермы и образуется рядами свай, забиваемых непосредственно в грунт основания и перекрываемых поверху деревянными полами, под которыми, как правило, укладывается загрузка, иногда называемая балластом (рис. 14.2).

Свайный ростверк, который представляет собой брусья, связывающие сваи и перекрываемые полом, образует совместно с понурным и водобойным полами порог водослива, который воспринимает горизонтальную нагрузку от воды на плотину. Загрузка под понуром служит для обеспечения водонепроницаемости понурной части, увеличивает сопротивления водобоя всплывания под действием фильтрационного противодавления воды снизу и увеличивает сопротивляемость плотины сдвигу. Подземный водонепроницаемый контур флютбета чаще всего образуется понуром, который иногда удлиняется глиняной подушкой, водонепроницаемой загрузкой водобоя и несколькими шпунтовыми рядами; понурным. Королёвым, который располагается под линией затворов в начале водобоя и водобойным, располагаемым в конце водобоя. Иногда, для снижения фильтрационного противодавления на водобой, водобойный шпунт заменяется свайным частоколом, т.е. рядом свай, забитых в грунт вплотную друг к Другу. Основным н самым важным элементом подземного контура деревянной плотины является королевый шпунт, следующим по значению понурный шпунт, остальные шпунтовые ряды могут и отсутствовать.

Ряжевые флютбеты выполняются в виде бревенчатых или брусчатых срубов, которые в последующем заполняются балластом в вцде засыпки и перекрываются сверху деревянным полом. Ряжевые флютбеты устраиваются как на скальных, так и на нескальных основаниях, причем в тех случаях, когда последние недостаточно плотны и допускают забивку в них свай, ряжевые конструкции устанавливаются непосредственно на эти сваи, и в этом случае флютбет носит название свайноряжевого. Такие флютбеты устраиваются вместо свайных и в тех случаях, когда высота порога превышает обычный предел для свайного флютбета в 1 м или несколько выше при козловых сваях.

Свайно-ряжевый флютбет русского типа, представленный на рис. 14.3, состоит из свай и шпунта, забитых так же, как у свайного флютбета, в отличие от него на уровне дна они срезаются по горизонтальной плоскости и на них нарубаются ряжи, таким образом, что пересечения ряжевых стен приходятся как раз над сваями. Шпунты обычно либо продолжаются внутри ряжей, либо наращиваются шпунтовыми брусчатыми стенками, которые перекрываются так называемыми шапочными брусьями. Заполнение клеток ряжей балластом аналогично заполнению подполий свайных флютбетов, аналогично также и устройство попов. Для вовлечения в работу против сдвига водобоя и понура иногда их продольные связи устраиваются непрерывно идущими продольными брусьями венцов ряжей, по несколько штук внизу и вверху.

Ряжевый флютбет русского типа (рис. 14.4) отличается от свайноряжевого тем, что ряжи устанавливаются непосредственно на грунт основания, который не допускает забивки в него свай, а шпунтовые стенки при этом заглубляются в траншеи, забиваемые глиной, или заанкериваются в бетонные зубья.

Верхнюю часть деревянной плотины, располагаемой над флютбетом, выполняют либо в виде свайнообшивочной, стоечнообшивной, либо ряжевой или стланевой (сланевой) конструкции. Выполненное конструктивное решение определяет тип плотины.

Стены быков и береговых устоев у свайнообшивных плотин, которые поддерживают грунтовую засыпку чаще всего, утраивают из свай, которые в последующем обшивают досками (рис. 14.5). В том случае если вместо свай на специальных брусьях, располагаемых по контуру быка или устоя, устанавливаются стойки, плотины называются стоечнообшивными.

Свайнообшивные и стоечнообшивные плотины строятся при напорах до 3 м. Основное преимущество этих типов плотин заключается в экономичном расходовании лесоматериалов и небольшом объеме земляных работ. Однако, при строительстве эти плотины многодельны и в эксплуатации из-за большого количества соединений малонадежны, часто выходит из строя обшивка и происходит суффозия грунта.

Устои и быки ряжевых плотин выполняются либо из брусьев, либо из бревен, набираемых как пространственная ячеистая конструкция с ячейками размером в плане от 2 до 4 м в каждую сторону. Ячейки, как правило, имеют форму квадрата и для обеспечения устойчивости против сдвига заполняются каменным материалом или фунтом, имеющимся в достаточном количестве на месте строительства. Такие плотины строятся при напорах до 12 м и называются также ряжевыми плотинами русского типа. Иногда для экономии леса, ряжи рубят через венец (сквозными). Примеры таких плотин приведены на рис. 14.2 и 14.3.

При строительстве стланевых (сланевых) плотин свежесрубленные не очищенные от веток деревья укладывают комлями по течению реки, между которыми для увеличения устойчивости засыпают камень (рис. 14.6). Комлевую часть деревьев связывают между собой лежнями из бревен и шапочным брусом. Уложенное таким образом тело плотины с помощью свай крепится к основанию. Для обеспечения водонепроницаемости стланевой плотины с верховой стороны устраиваются грунтовый понур и экран, между грунтом которого укладывается слой мха и соломы, выравнивающий поверхность и предотвращающий суффозию грунта в тело плотины. Сверху экран защищается камнем и бетонными плитами.

Сброс воды через плотину происходит по низовому откосу, который сформирован торцами комлей. Для улучшения гашения энергии в нижней части плотины предпочтительно устраивать полкууступ, что позволяет в свою очередь разбить падающую с плотны струю и отбросить ее на рисберму. Рисберма устраивается из выполненных из хвороста и камней фашинных тюфяков, которые закрепляются в основании сваями.

К преимуществам стланевых плотин, применяемых при напорах до 6 м, относится использование без предварительной очистки низкосортного леса и простота возведения. Недостатком же является фильтрация через основание и возможность возникновения суффозии. Может применяться также при лесо воэке и лесоочистке в зонах создания больших водохранилищ для ликвидации мелководий на малых реках.

Основные элементы плотин и их расчет. К основным элементам деревянных плотин относятся флютбет, быки и промежуточные устои в виде контрфорсов или стоек, устоев, сопрягающих плотину с берегами или земляными сооружениями гидроузла, а также мостовые переходы (рис. 14.7). Эти сооружения воспринимают на себя основную нагрузку и обеспечивают нормальную эксплуатацию сооружения. Флютбеты в свою очередь состоят из понура, водобоя, слива и рисбермы и образуются рядами свай, забитых в грунт основания и перекрытых сверху деревянными полами, под которыми укладывается грунтовая загрузка. Подземный контур, как уже отмечалось выше, включает в себя и шпунтовые ряды или стенки. Шпунтовые ряды забиваются между направляющими насадками, уложенными на маячных сваях. Понурный шпунт может быть дощатым (толщиной 812 см) или брусчатым (толщиной 1822 см), что предпочтительнее, так как последний более надежен и может забиваться на большую, чем дощатый, глубину (более 3 м). Поверх шпунта нарубается гребень, на который для обеспечения водонепроницаемости вначале насаживается войлочная прокладка, а затем шпоночный брус или шапка из одного или двух брусьев. В шапочных брусьях вырубают четверть для укладки досок пола, которые прибиваются гвоздями и иногда прижимаются к шапочному брусу особым прижимным брусом.

Сваи понура и водобоя, диаметр которых обычно составляет от 20 до 26 см, забиваются правильными поперечными рядами через 2 м с расстоянием между сваями 13 м, а по ним в каждом ряду на шипах укладываются насадки, которые в свою очередь укрепляются металлическими скобами и расклиниванием шила. По насадкам строго над сваями укладываются одиночные или парные продольные брусья, связывающие свайный ростверк в единую систему. По этим брусьям в последующем укладывается пол, выполняемый из досок или пластин.

Понурный пол устраивается из досок, толщина которых колеблется от 10 до 15 см или из пластин. Доски и пластины, как правило, соединяются в четверть, а между ними, для обеспечения водонепроницаемости, прокладывается толь или пропитанный битумом войлок или ткань. Иногда швы, устраиваемые вразбежку, конопатятся, с последующей их заливкой смолой, а с поперечными связующими брусьями; б с понурным полом, связанным с водобоем; 1 нурный шпунт; 2 королёвый шпунт; 3 глина; 4 обратный фильтр; 5 войлок

Водобойный пол или водобой, который воспринимает ударную нагрузку от падающей воды, устраивают иногда таким же, как и понурный пол, но чаще всего его устраивают водопроницаемым. Для этого он выполняется из двух рядов досок или пластин, а иногда и из бревен диаметром 18 см, со швами вразбежку без всяких водонепроницаемых прокладок. Поверх продольных брусьев укладываются упорные брусья, соединяемые с продольными прямым или косым зубом и болтами. Упорные брусья служат упором для стоек, на которые опираются деревянные щита, выполняющие роль затворов, и передают горизонтальную нагрузку от последних продольным брусьям и сваям ростверка.

Сливной пол или слив выполняется из бревен диаметром 18 мм, прибитых примерно на 0.5 м ниже водобойного пола к поперечным насадкам.

В низконапорных плотинах (до 3 м) горизонтальные нагрузки от воды передаются сваям водобоя. При более высоких напорах несущей способности свай водобоя оказывается недостаточно, и для вовлечения в эту работу свай понура, устраивают продольные брусья, которые врубаются во все насадки поперечных свайных рядов и во все шпунтовые линии. Флютбет с таким продольным креплением представлен на рис 14.7. Можно также устраивать понур ный пол горизонтальным на одном уровне с водобойным, для чего протягивают верхний ряд досок понура под Королевым брусом на несколько метров в пределы водобоя.

Под понурный пол, для обеспечения его водонепроницаемости, набивается пластичная глина или суглинок с последующим уплотнением тромбованием, причем верхний слой иногда укладывается в разжиженном состоянии. Для исключения фильтрации по контакту пола и глиняной загрузки иногда под ним забивают по сваям поперечные доски, поставленные вертикально на ребро.

Под водобойным полом загрузка может быть как водонепроницаемой и тогда расчетный путь фильтрационного потока заканчивается в конце водобоя, так и водопроницаемым и тогда можно считать, что путь фильтрационного потока заканчивается за Королевым шпунтом. Водонепроницаемая загрузка устраивается аналогично загрузке под понуром, но для повышения её устойчивости против всплывания и во избежание, в том случае если водобой обнажается зимой изпод воды, её пучения, применяют глинобетон, утрамбованную смесь глины с песком и гравием, а иногда и камнем.

В последнее время водонепроницаемую загрузку под водобоем, как правило, не доводят до самого пола, так как она под воздействием потока, протекающего по водобою, может выноситься через щели в полу, и для защиты от этого между глиняной засыпкой и полом укладывают обратный фильтр, или по крайней мере щебень.

Если загрузка выполняется водопроницаемой, то она ничем не отличается от загрузки слива и выполняется из каменной наброски по слою грубого обратного фильтра.

Статические расчеты свайных флютбетов заключаются в проверке водобоя на всплытие и сдвиг. Неблагоприятным для водобоя является случай, когда под действием фильтрационного противодавления на него снизу при наполненном верхнем бьефе и наинизшем уровне воды в нижнем бьефе стремится приподнять глиняную загрузку с обратным фильтром на ней (рис. 14.8) и, в том случае, если вес нагрузки будет недостаточен, водобойный пол может быть либо оторван от свай, либо всплыть вместе со сваями, выдернутыми из грунта основания.

Проверка устойчивости водобоя против всплытие заключается в определение коэффициента надежности Км:

Расчет устойчивости водобоя на сдвиг от действия горизонтального давления воды Q, которое передается, при наличии продольных связующих брусьев, через затворы, стойки и наклон вые полы понура в конечном счете, на участке плотины длиной /2, сваям флютбета 27 и шпунтам 1,4,8 (рис. 14.9), при отсутствии же продольных связей горизонтальная сила Q передается только в точках 4, 5, 6, 7 и 8 водобоя, понур же в работе не участвует.

Горизонтальная составляющая давления воды определяется следующим образом:

Распределение силы Q между отдельными сваями и шпунтами представляет собой неопределенную задачу, поскольку соединение продольного связующего бруса со сваями и шпунтом выполняются плотничьими врубками, которые иногда допускают заметные деформации. Приближенно на практике принимают, что деформации верхних концов свай и шпунтов

Расчет устойчивости водобоя на сдвиг от действия горизонтального давления воды Q, которое передается» при наличии продольных связующих брусьев» через затворы» стойки и наклонные полы понура в конечном счете» на участке плотины длиной /2, сваям флютбета 27 и шпунтам 1,4» 8 (рис. 14.9)» при отсутствии же продольных связей горизонтальная сила Q передается только в точках 4, 5» 6, 7 и 8 водобоя» понур же в работе не участвует.

Горизонтальная составляющая давления воды определяется следующим образом:

Распределение силы Q между отдельными сваями и шпунтами представляет собой неопределенную задачу» поскольку соединение продольного связующего бруса со сваями и шпунтом выполняются плотничьими врубками» которые иногда допускают заметные деформации. Приближенно на практике принимают» что деформации верхних концов свай и шпунтов

Зная сечение сваи, шпунта и глубину h заделки их в грунт, можно определить предельные горизонтальные усилия для свай, шпунта и сопоставить их с величинами, определенными по формуле 14.3. Эти предельные значения сил <7пред рассчитываются из условия прочности грунта (выворачивание сваи) и прочности сваи (изгиб её) согласно нормам по формуле qjrmP где Рг расчетное сопротивление, устанавливаемое в зависимости от допущенного горизонтального перемещения верха сваи Дг; т коэффициент условия работы, равный 0.9.

Упрощенный метод определения действующих на сваи сил строится в предположении, что сила Q воспринимается лишь двумя третями всех сваи в ряду, т.е. что число всех свай в ряду.

При больших напорах статический расчет ряжевого флютбета сводится к расчету его на сдвиг, при этом необходимо учитывать, что в связи с тем, что флютбет практически постоянно находится под водой, при расчете его веса загрузку принимают как взвешенную в воде, а вес дерева в воде близок к нулю или даже может иметь отрицательное значение.

При напорах более 4 м в наиболее надежным решением является строительство деревянных ряжевых плотин.

На рис. 14.10 показаны основные типы ряжевых флютбетов на скальном основании. Из-за того, что напорная грань флютбета представленного на рис. 14.10, а пригружена водой, он оказывается экономичнее ряжевого флютбета, представленного на рис. 14.10, б, однако следует иметь ввиду то обстоятельство, что на реках с сильным ледоходом при небольшой толщине переливающегося слоя воды, он может быть разрушен вследствие оседания и нагромождения льдин на гребне и как следствие этого повышения напора с последующим прорывом ледяного затора. Опасность заторов льда значительно уменьшается, если напорную грань деревянной ряжевой плотины сделать вертикальной (рис. 14.10, б), так как льдины в этом случае разламываются при ударе о плотину. Сливная грань при затопленном донном режиме сопряжения в нижнем бьефе может быть достаточно быстро разрушена льдом, поэтому для деревянных ряжевых плотин больше подходит поверхностный режим сопряжения без образования прыжка.

Для высоких напоров (до 20 м) на скальном основании целесообразнее устраивать наклонноряжевый флютбет (рис. 14.10, в), хотя он и более сложен в исполнении, но позволяет достаточно легко образовать криволинейную сливную грань, лучше он и конструктивно, так как сила давления воды перпендикулярна венцам. Примером таких плотин является Шаваньская плотина, возведенная на БеломороБалтийском канале.

Конструктивно ряжевые флютбеты выполняются либо из бревенчатых ряжей сплошной рубки, либо из брусьев, так называемого сквозного типа, которые могут соединяться как врубками, так и без них с прошивкой нагелями или глухарями. Расход дерева в сквозных ряжах естественно меньше чем в сплошных, однако, расход металла больше. Ряжи сплошной рубки отличаются, к тому же, большей жесткостью и водонепроницаемостью.

Ряжевые конструкции не являются конструкциями монолитными, а соединения их элементов изменяемые и не жесткие, а загрузка ряжей балластом к тому же вносит дополнительные осложнения в расчеты ряжей, которые и без того достаточно условны и приближенны.

Под действием бокового давления, оказываемого на стенки ряжа его грунтовой засыпкой, между стенками ряжа и грунтом появляется сила трения, вследствие чего часть веса засыпки передается на стенки ряжа. Эта часть веса загрузки с достаточно степенью точности определена с помощью формулы Янсена (7.39). В любом ряде квадратного ряжа давление р может быть определено через так называемый коэффициент передачи давления п=(рро)р:

Коэффициент передачи давления и, который зависит от геометрических размеров ряжа (h/a) и от характера его загрузки (к), достаточно легко может быть определен с использованием графика, приведенного на рис. 14.11.

Усилие, передающиеся на стенки сплошного ряжа за счет трения Рс определяется по формуле (7.36). Значение силы Рс в ряжах сквозных, брусчатых за счет проникновения части камней в зазоры между брусьями на 20% выше.

Устойчивость ряжей на сдвиг определяют аналогично изложенному в п. 7.7,

Напряжения в стенах ряжа определяются по формуле внецентренного сжатия. Принимается, что на остов ряжа действует горизонтальная сила Q (рис. 14.12), вертикальные силы Рс и вес стен каркаса Gc. Рассчитывается, как правило, одна секция ряжа по длине флютбета шириной Ь, а работает при этом горизонтальное сечение секции, которое имеет форму, заштрихованную на рис. 14.12. Напряжения в брусьях ряжа со сплошными стенками определяется формулой:

Прочность дерева, уложенного в ряж, проверяется на смятие, которое особо опасно в сквозных ряжах, у которых брусья опираются один на другой только в местах их пересечения на площади F, Напряжения в этом случае будут определяться зависимостью:

Для сопряжения деревянной плотины с берегом или с земляной плотиной используют ряжевые и стоечнообшивные устои.

Ряжевые устои по своей конструкции практически полностью совпадают с конструкцией устоев с обратными стенками. Королевый шпунтовый ряд флютбета, который продолжается и под устоями, постепенно переходит в поперечные шпунтовые простенки, концы которых, выходящие за лицевые стенки устоев, служат опорой стоек, в которые закладываются щиты. В том случае, если устой располагается на сваях, под него заходит загрузка водобоя и флютбета, в то время как обратный фильтр заканчивается в первой клети устоя. Клети ряжей устраивают размером 1.63.0 м, но чаще всего размер стороны клети принимается равным 2.0 м. Заполняются клети смесью песка и глины, при этом последней должно быть не более 30%. Стенки ряжей могут быть либо сквозными, либо сплошными, но лицевая стенка обязательно должна быть сплошной. В старых деревянных плотинах устой иногда отделялся от флютбета продольной шпунтовой стенкой,. Не следует устраивать продольный шпунт в пределах понура, так как в этом случае создается облегченный путь фильтрации.

Не смотря на то что ряжевые устои имеют значительную стоимость из-за большого расхода лесоматериалов и больших объёмов грунтовых засыпок их часто применяют при тяжелых условиях работы плотины и значительных напорах, так как это тип ряжей наиболее надежен. Иногда для удешевления ряжевых устоев на полную высоту выполняются лишь их наружные клети.

Стоечнообшивные, или как иногда их ещё называют свайнообшивные, устои образуются стойками или сваями, которые обшиваются досками или пластинами, за которыми устраивается грунтовая засыпка. Расстояние между сваями или стойками составляет 12 м. Обшивка за сваями стойками устраивается из шпунтовых досок или пластин соединяемых в четверть, что позволяет предотвратить вынос грунта засыпки водой и в понурной части обеспечить достаточную непроницаемость в отношении фильтрации. Для защиты устоя от ударов льда и с гидравлической точки зрения с лицевой стороны по сваям выполняется облицовочная обшивка.

При высоте стенки от 2 до 4 м к верхним частям свай прикрепляют анкерные схватки или тяги из брусьев 1, удерживаемых одиночными или козловыми анкерными сваями 2 (рис. 14.13).

Обшивные устои значительно экономичнее ряжевых, но в то же время они имеют и существенный недостаток их стены со временем деформируются и ОНИ относительно недолговечны. >ис 14.13. Стоечнообшивной устой

Быки, контрфорсы и стойки (рис. 14.1) служат опорами для затворов деревянных водосливных плотин. Расстояние между быками составляет от 7 до 13 м, контрфорсами от 2 до 6 м и стоек от 1 до 1,5 м. Такое расстояние между этими конструкциями диктуется небольшими размерами деревянных плоских затворов или щитов. Для строительства быков чаще всего используются ряжевые конструкции, реже их выполняют из стоек обшитых досками. Иногда для повышения долговечности быки выполняют из бетона.

Ширина ряжевого быка (рис. 14.14) принимается равной ширине двух ряжевых клеток, т.е. ширина составляет 36 м. Длина быка определяется условиями обеспечения общей устойчивости против сдвига и учетом местоположения размещаемых на быке мостов. Для лучшего обтекания потоком и безопасного пропуска льда напорную грань быка делают заостренной, а стык стенок в острие прикрывается усовым брусом, который прикрепляется к стенкам ряжа стальными поковками. Стены быка являются как бы продолжением вверх стен ряжевого флютбета, в том же случае когда они располагаются в свайных флютбетах, их устанавливают на продольные свайные ряды. Простенки в быке над шпунтовой линией флютбета выполняется из шпунтованных брусьев для обеспечения водонепроницаемости. Ряжи внутри заполняются супесчаным или суглинистым грунтом, при этом для предотвращения возможного его пучения количество глинистых частиц в нем не должно превышать 30%. Клети же ряжа в зоне водобоя можно заполнить и каменным материалом.

Горизонтальное давление воды, которое может быть достаточно высоким, воспринимается контрфорсами и передается на упорный брус флютбета. Свайные контрфорсы представляют собой ряды высоких свай 7, которые забиваются рядом со сваями флютбета 4 (рис. 14.15) и обжимаются продольными брусьями 2 и подкосами 3, которые устраиваются из бревен диаметром от 20 до 24 см. Наружная часть контрфорса обшивается шпунтованными досками или пластинами, соединяемыми в четверть 5.

Стоечные контрфорсы могут устанавливаться и на свайных и на ряжевых флютбетах, причем в них высокие сваи заменяются на стойки, которые врубаются в упорные брусья. Чаще всего стойки и подкосы выполняются одиночными, а при значительных напорах двойными. Первая со стороны напорной грани стойка работает на вырывание и при больших напорах не может бьггь достаточно надежно закреплена в нижней части. В этом случае вводят обратный подкос (на рис. 14.16 показан пунктиром). На свайных и ряжевых флютбетах, а также непосредственно на скальном основании устраивают сплошные контрфорсы, которые представляют собой брусчатые стенки, с брусьями направленными вдоль действующих усилия, так как они подвергаются в этом случае сжатию.

Для перекрытия отверстий между контрфорсами деревянными затворами или щитами между ними устанавливаются на расстоянии от 1 до 1.5 м стойки, которые могут быть постоянными или съемными. Постоянные стойки в нижней части закрепляются в поперечный брус 1 (рис. 14.17), а через него нагрузка передается в упорные брусья. Верхняя же часть стоек закрепляется в балках служебного моста. При значительной высоте стоек в точке, расположенной на расстоянии 0.40.5 напора от порога, их подпирают подкосом, который закрепляется в верхнем конце дополнительной стойки.

Для пропуска льда через плотину применяются съемные стойки, которые на время пропуска паводка и льда убираются и устанавливаются на место после прохождения льда. Стойки с использованием течения воды устанавливаются в гнезда, устраиваемые в полу флютбета. Гнезда образуются направляющими треугольниками (рис. 14.17), выполняемые из брусьев, обшитых дощатым настилом. В своей нижней части съемные стойки опираются на поперечный брус, а в верхней на балку моста.

Для маневрирования затворами на деревянных плотинах устраиваются служебные мосты шириной 1.52.5 м. При необходимости рядом со служебным мостом располагают и автомобильный мост (рис. 14.16). На служебном мосту устанавливаются передвижные или стационарные подъемные механизмы. Мосты, как правило, устраиваются балочного типа. Балки, расположенные со стороны верхнего бьефа, воспринимают не только вертикальную нагрузку от веса моста и усилия подъемного механизма, но и горизонтальную нагрузку от стоек затворов.

Для гашения энергии переливающейся через деревянную плотину воды при незначительных напорах обычно устраивают рисберму из пригруженных камнем фашин или отсыпку камня в клетках. При значительных напорах устраиваются стенки из прикрепляемых к сваям бревен или устраивают из свай гасители, концы которых выступают над уровнем каменной наброски.

Соотношение размеров отдельных частей флютбета выработано практикой строительства деревянных плотин и как правило принимается следующим: длина глиняной подушки, если она устраивается, выполняется длиной от 0.5, длина всего понура составляет от 1.5 до 2.5, а в том случае если загрузка водонепроницаема до 2.5; по конструктивным соображениям длина водобоя обычно выбирается от 2.0 до 3.0, длина же слива и рисбермы от 3.0 до 7.0s.

Гидротехнические сооружения. Часть 1. Учебник для вузов. - Москва: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2008. - 576 с.